Lasersko zavarivanje je uglavnom usmjereno na poboljšanje efikasnosti i kvalitete zavarivanja tankozidnih materijala i preciznih dijelova. Danas nećemo govoriti o prednostima laserskog zavarivanja, već ćemo se fokusirati na to kako pravilno koristiti zaštitne plinove za lasersko zavarivanje.
Zašto koristiti zaštitni plin za lasersko zavarivanje?
Kod laserskog zavarivanja, zaštitni plin će utjecati na oblikovanje zavara, kvalitet zavara, dubinu zavara i širinu zavara. U većini slučajeva, upuhivanje potpomognutog plina imat će pozitivan učinak na zavar, ali može donijeti i negativne efekte.
Kada pravilno duvate zaštitni plin, to će vam pomoći:
✦Efikasno štiti zavarivačku kupku kako bi se smanjila ili čak izbjegla oksidacija
✦Efikasno smanjuje prskanje nastalo tokom procesa zavarivanja
✦Efikasno smanjuje pore zavara
✦Pomozite da se zavarivačka kupka ravnomjerno rasporedi prilikom skrućivanja, tako da zavar ima čist i gladak rub.
✦Zaštitni učinak metalne pare ili plazma oblaka na laser se efikasno smanjuje, a efektivna stopa iskorištenja lasera se povećava.
Sve dokvrsta zaštitnog plina, protok plina i odabir načina upuhavanjasu tačni, možete postići idealan efekat zavarivanja. Međutim, nepravilna upotreba zaštitnog gasa također može negativno uticati na zavarivanje. Korištenje pogrešne vrste zaštitnog gasa može dovesti do pucketanja u zavaru ili smanjiti mehanička svojstva zavara. Previsoka ili preniska brzina protoka gasa može dovesti do ozbiljnije oksidacije zavara i ozbiljnih vanjskih smetnji metalnog materijala unutar zavarivačke kupke, što rezultira urušavanjem zavara ili neravnomjernim oblikovanjem.
Vrste zaštitnog plina
Uobičajeno korišteni zaštitni plinovi kod laserskog zavarivanja su uglavnom N2, Ar i He. Njihova fizička i hemijska svojstva su različita, pa su i njihovi utjecaji na zavare različiti.
Dušik (N2)
Energija jonizacije N2 je umjerena, viša od energije Ar, a niža od energije He. Pod utjecajem laserskog zračenja, stepen jonizacije N2 ostaje konstantan, što može bolje smanjiti stvaranje oblaka plazme i povećati efektivnu stopu iskorištenja lasera. Dušik može reagirati s aluminijskom legurom i ugljičnim čelikom na određenoj temperaturi stvarajući nitride, što će poboljšati krhkost zavara i smanjiti žilavost, te imati veliki negativan utjecaj na mehanička svojstva zavarenih spojeva. Stoga se ne preporučuje upotreba dušika pri zavarivanju aluminijske legure i ugljičnog čelika.
Međutim, hemijska reakcija između azota i nehrđajućeg čelika koju generiše azot može poboljšati čvrstoću zavarenog spoja, što će biti korisno za poboljšanje mehaničkih svojstava zavara, tako da se azot može koristiti kao zaštitni gas pri zavarivanju nehrđajućeg čelika.
Argon (Ar)
Energija jonizacije argona je relativno niska, a stepen jonizacije će se povećati pod djelovanjem lasera. Argon, kao zaštitni gas, tada ne može efikasno kontrolisati formiranje oblaka plazme, što će smanjiti efektivnu stopu iskorištenja laserskog zavarivanja. Postavlja se pitanje: da li je argon loš kandidat za upotrebu kao zaštitni gas pri zavarivanju? Odgovor je ne. Budući da je inertni gas, argon teško reaguje sa većinom metala, a argon je jeftin za upotrebu. Osim toga, gustina argona je velika, što će pogodovati slijevanju na površinu rastopljenog zavara i može bolje zaštititi zavarivački bazen, tako da se argon može koristiti kao konvencionalni zaštitni gas.
Helijum (He)
Za razliku od argona, helijum ima relativno visoku energiju jonizacije koja može lako kontrolisati formiranje oblaka plazme. Istovremeno, helijum ne reaguje ni sa jednim metalom. Zaista je dobar izbor za lasersko zavarivanje. Jedini problem je što je helijum relativno skup. Za proizvođače koji obezbeđuju masovnu proizvodnju metalnih proizvoda, helijum će značajno povećati troškove proizvodnje. Stoga se helijum uglavnom koristi u naučnim istraživanjima ili proizvodima sa veoma visokom dodatom vrednošću.
Kako upuhati zaštitni plin?
Prije svega, treba biti jasno da je takozvana "oksidacija" zavara samo uobičajeni naziv koji se teoretski odnosi na hemijsku reakciju između zavara i štetnih komponenti u zraku, što dovodi do propadanja zavara. Uobičajeno je da metal zavara reagira s kisikom, dušikom i vodikom u zraku na određenoj temperaturi.
Da bi se spriječila "oksidacija" zavara, potrebno je smanjiti ili izbjeći kontakt između takvih štetnih komponenti i metala zavara pod visokom temperaturom, koja nije prisutna samo u rastopljenom metalu kupke, već u cijelom periodu od trenutka kada se metal zavara otopi do trenutka kada se rastopljeni metal kupke stvrdne i njegova temperatura padne na određenu temperaturu.
Dva glavna načina uduvavanja zaštitnog gasa
▶Jedan upuhuje zaštitni plin na bočnoj osi, kao što je prikazano na slici 1.
▶Druga je koaksijalna metoda uduvavanja, kao što je prikazano na slici 2.
Slika 1.
Slika 2.
Konkretan izbor dvije metode uduvavanja predstavlja sveobuhvatno razmatranje mnogih aspekata. Općenito, preporučuje se usvajanje metode bočnog uduvavanja zaštitnog gasa.
Neki primjeri laserskog zavarivanja
1. Ravno zavarivanje perlom/linijom
Kao što je prikazano na Slici 3, oblik zavara proizvoda je linearan, a oblik spoja može biti sučeoni spoj, preklopni spoj, spoj s negativnim uglom ili preklopljeni zavareni spoj. Za ovu vrstu proizvoda, bolje je usvojiti bočno uduvavanje zaštitnog gasa kao što je prikazano na Slici 1.
2. Zatvaranje figure ili površine zavarivanja
Kao što je prikazano na Slici 4, oblik zavara proizvoda je zatvoreni uzorak kao što je ravni obim, ravni višestrani oblik, ravni višesegmentni linearni oblik itd. Oblik spoja može biti sučeoni spoj, preklopni spoj, preklapajuće zavarivanje itd. Za ovu vrstu proizvoda bolje je usvojiti koaksijalni metod zaštitnog gasa kao što je prikazano na Slici 2.
Izbor zaštitnog plina direktno utiče na kvalitet zavarivanja, efikasnost i troškove proizvodnje, ali zbog raznolikosti materijala za zavarivanje, u samom procesu zavarivanja, izbor plina za zavarivanje je složeniji i zahtijeva sveobuhvatno razmatranje materijala za zavarivanje, metode zavarivanja, položaja zavarivanja, kao i zahtjeva efekta zavarivanja. Kroz testove zavarivanja možete odabrati prikladniji plin za zavarivanje kako biste postigli bolje rezultate.
Zainteresovan/a sam za lasersko zavarivanje i želim da naučim kako da odaberem zaštitni gas
Povezani linkovi:
Vrijeme objave: 10. oktobar 2022.